查看: 7224|回复: 15
关于锂电池的截止电压问题的回答
主题帖子充电豆
本帖最后由 cooldiy_cn 于
20:38 编辑
最近看到坛友讨论关于锂电池充电截止电压4.20v是在线电压还是离线电压的问题。因为这个问题不是一句话就能说明白的。因此特地开贴说明
我的回答分为三个部分：
1、锂电池的电压代表啥。
要回答截止电压是在线还是离线，先得说明截止电压是怎么来的。不要觉得电池充电截止电压是天经地义的。镍氢电池一般就不用截止电压来截止。
为了简单一点，这里略过锂电池电极表面的具体结构，而简单的说：锂电池的开路电压大小是锂电池正负极表面锂离子的浓度决定的。
2、锂离子电池过充电是怎么回事？有啥危害？
锂离子电池的充电原理，是把正极材料结构里的锂离子取出来，通过电解液转移到负极的材料结构里。
这个过程中正极材料结构中锂离子的浓度是逐渐降低的，而负极材料结构里的锂离子浓度逐渐升高。
然而一般的锂离子电池正极材料（磷酸铁锂例外）如果过度取出锂离子，正极结构会崩塌。崩塌部分的结构无法重新塞进锂离子。这就对正极材料的容量造成了不可逆的损伤。这就是过充电的第一种损害。
第二种损害是负极填满锂离子后，继续充电就会在负极表面长出一层锂金属来。锂金属这东西呢比较坑，因为长出来是枝条状的，比较尖，会在隔膜表面刺破一些微孔，造成电池微短路。这是过充电的第二种损害。
3、那么怎么防止过充电？为啥有截止电压这回事？
这个问题其实就是确定锂离子电池充电的终点。终点实际上就是锂离子电池正极中取出一定比例的锂离子，能保证使锂离子正极的循环寿命达到设计的指标（即循环次数不能太少）。（电池负极材料添加的量和正极能够取出的锂离子是相匹配的。因此这里只需要考虑正极）
我们已经知道 锂离子电池开路电压的大小是锂电池正负极材料表面锂离子的浓度决定的。（这里表面指的是材料与电解液接触的界面）
而在没有充电电流通过的平衡状态下，表面锂离子的浓度和正极材料内部的锂离子浓度基本一致。即内部浓度低 表面浓度也低。
当电池处于有充电电流流过的状态时，由于正负极材料中锂离子扩散依靠浓度差进行，因此，负极表面将会有锂离子堆积，表面锂离子浓度高于内部。正极则相反，表面的锂离子浓度会低于内部。
于是两节充满度相同的电池，一节是开路且达到平衡，另一节则是正在充电，正在充电的电压会更高。这就是电池的极化现象。
我们知道，取出锂离子越多，内部浓度肯定越低。因此在平衡状态下，电池充满度越高 正极表面的锂离子浓度越低，负极表面的锂离子浓度越高。
因此，可以通过平衡状态下的开路电压来反映锂离子电池充满的程度。
充满电电池在平衡状态下的开路电压就是这个截止电压4.20v。
在线电压，是电池在有充电电流通过的情况下测到的端电压。显然，这时电池的电压不是开路电压，电池的截止电压不能用在线电压来加以代表。
由此，我们得出结论：
锂电池的充电截止电压不是通过在线电压来判断。
再来看离线电压。离线电压是充电器充电电流为0时的电池端电压。由于之前充电电流的作用使电池产生极化，当停止充电电流后，电池处于非平衡态，只有通过电极表面自发的扩散过程，才能达到平衡状态。因此 离线电压也不一定是这个截止电压。
只有通过扩散达到平衡状态，这个开路电压才能代表截止电压。
然而 实际电池的扩散并不一定很快，钴酸锂电池相对快速一些，只需要较短的时间就能接近平衡。而镍钴铝甚至需要接近一周时间才能真正达到所谓平衡（这就是为啥大家发现松下3400这类电池充满后放着一周掉了0.02v，而2600浅蓝头就没有这个现象）。
在实际的使用中，并不要求一定要充电到100% 98%也就能接受了。因此，只需要在充电电流足够小的情况下（这时候极化也不是那么显著了），能够电池端电压达到4.20v，也就认为是充电结束了。
这就是一般锂离子充电电路的判停方法。缺点也明显，后期慢的不行。
通过稍微的提高电池端电压，提高截止时刻的充电电流，由于极化造成的电压虚高，实际电池可能正处于充满的状态，但电池电压却高于4.25v。于是停止，电池电压就通过扩散慢慢回落到4.2v。但是具体这个虚高是多少？不同电池、不同充电电流、不同温度、电池新旧都有影响。因此 充电精度有所牺牲，但却换来了速度上的提升。
另有一种方法称为脉冲充电。具体一点说，就是在充电过程中 电流是不连续的。在电流中断的时间内测量电池的端电压。然后控制充电电流、占空比等参数，并确定何时可以停止充电。由于电池在间断时间内能够消除部分的极化，因此，当离线电压控制在截止电压的时候，在线电压一定是高于截止电压的，由于在线电压包含了极化，在线电压高于截止电压并不是过充电。
脉冲充电还分好几种，其中逐渐延长停充间隔的方法，由于能够为电池提供足够时间达到平衡，因此精度容易提高。
最后必须说明，使用恒流恒压来充电锂电池只是为了设计电路方便，并不是最佳的充电算法，当充电回路的额外电阻较大时，如果没有电阻补偿，会白白浪费许多抽点时间。实际特斯拉电动车快速充电就不用CCCV算法。很多智能充电器、智能手机也不是简单的CCCV充电。
充电豆 +16
感谢分享，解开了心中许久以来的疑惑，论坛.
電池哥開講，長見識了
又学到了知识，狂顶！
主题帖子充电豆
白金牌会员, 积分 10441, 距离下一级还需 9559 积分
白金牌会员, 积分 10441, 距离下一级还需 9559 积分
主题帖子充电豆
白金牌会员, 积分 18140, 距离下一级还需 1860 积分
白金牌会员, 积分 18140, 距离下一级还需 1860 积分
这是集化学，物理，电学的大成啊，点赞！！！
主题帖子充电豆
银牌会员, 积分 4073, 距离下一级还需 927 积分
银牌会员, 积分 4073, 距离下一级还需 927 积分
给力~~够详细，通过提高在线充电电压并提高截止电流可以缩短不少后期时间
主题帖子充电豆
银牌会员, 积分 4143, 距离下一级还需 857 积分
银牌会员, 积分 4143, 距离下一级还需 857 积分
如果配点图，完全可以上化学课了啊！
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
看完电池哥的详解，
大概明白了以下几点，不知道自己的理解有没有错误：
1、 4.2V这个数值，是考虑到容量、寿命的问题，经过科学实验得到的结果。
2、现实生活中，充电要接近的4.2V，是充满电后静置、直到内部和表面平衡下来后的电压。
3、实际充电的设计，判停的方法有两种，一种是在线电压(既充电中有电流通过时的电压)的判停。
& && &a) 保守的厂家直接设计在线电压4.2V的时候停止，这样的话、实际电压达不到4.2V。后期的涓流段，电流越大，停充后回流就越大，实际距离4.2V就越远；而如果设计的电流值太小，虽然停止后的回流小、可以越接近于4.2V，但会加长充满的时间，牺牲时间来达到多一点的容量。
& && &而按照电池哥的解释，如果这时候把在线电压判断抬高一点，来弥补后期大电流造成的电压虚高，在最终停止回流的时候，也能降至4.2V左右。这是这个虚高多少的影响因素很多，要根据自己的电池来测试，所以一般厂家都不这么干，对吗？
& && &话说回来，我买的七电六节QD186-VAX，就是直接检测到4.2V马上停。开关电路的，后期内部电流还有0.3A、到了4.2V马上切断输入，导致静置几小时后电压掉到4.16V，略坑。如果设计到4.25V停，应该会好一点。
& && &b)另一种方式就是脉冲方式，充一会停一会，停的间隔越大、检测到的电压越接近于平衡电压。不过考虑到充电速度的问题，这个间隔也不能设计得过小。
& && &好像小米就用的这种方式吧？这种方式只要控制得当，就能提高充电精度和速度。
4、恒流恒压充锂电池，这个不太理解。指的是电池端恒流的意思吗？
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
电池哥下期讲解一下不同充电的设计方式吧！
比如线性充电、开关电源充电、电池端恒流这些的，好多不明白啊。
主题帖子充电豆
银牌会员, 积分 3545, 距离下一级还需 1455 积分
银牌会员, 积分 3545, 距离下一级还需 1455 积分
呵呵，这个帖子的内容好复杂！
主题帖子充电豆
感謝電池哥的分享
主题帖子充电豆
铁牌会员, 积分 16, 距离下一级还需 184 积分
铁牌会员, 积分 16, 距离下一级还需 184 积分
學習了!!!!!!!!!!!!!!!!!!
主题帖子充电豆
银牌会员, 积分 3642, 距离下一级还需 1358 积分
银牌会员, 积分 3642, 距离下一级还需 1358 积分
三星INR1865-30Q用Lii-100充电，充电结束后电池OCV电压4.21V，放一天后OCV电压变成4.17V，万用表精度在±0.01V以内。
短时间内电压下降幅度竟然有这么大，这是充电没充满？还是与电池材料有关？
主题帖子充电豆
铁牌会员, 积分 3, 距离下一级还需 197 积分
铁牌会员, 积分 3, 距离下一级还需 197 积分
三星INR1865-30Q用Lii-100充电，充电结束后电池OCV电压4.21V，放一天后OCV电压变成4.17V，万用表精度在±0. ...
到4.18V也正常，后期电压掉的就很小很慢了
网站问题请PM我
技术问题请PM我
白尾巴玩家
占有率最高的表
电池测试中的安兔兔
电池小甜心粉丝
ANKER粉丝团
Power IQ智能充电器用户
ASUS信仰团
我为ZenPower代言
CHOETECH烧友团
CHOETECH用户
QC2.0快充达人
我用高通QC2.0
值得撸推荐达人
不撸不舒服斯基
ORICO排插达人
奥睿科玩家
EBD-USB勋章
充电器测试中的安兔兔
惠爱家粉丝团
惠爱家充电器用户
劲电宝粉丝团
MTK快充勋章
MTK快充达人
港澳台玩家
Copyright &
&Template by
All Rights Reserved.
Powered by豆丁微信公众号
君，已阅读到文档的结尾了呢~~
电动汽车充放电容量预测及控制策略的优化研究研究,优化,容量,电动汽车充,预测的,策略研究,优化控制,放电容量,放电比容量,优化策略
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
电动汽车充放电容量预测及控制策略的优化研究
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='http://www.docin.com/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口我来解答[问题] 威朗的发动机启停，塞车频繁启动会损伤电瓶吗？
别克威朗的发动机启停功能在塞车路段频繁启动会损伤电瓶吗？发动机启停在什么路段使用合适？
别克的启停系统已经做得非常好，动力快，逻辑聪明。而电瓶方面，不用担心的，启停系统在研发之初就对电瓶和机油等做了重新的匹配，工作方式是有不同的，应该中间还有一个电容过度一下，耐久性是经过测试的，如果不是觉得很烦，那就放心用吧！
【编辑：李立山】只看作者回帖
只看我的回帖
[回删锁滤] &3246字& 亮 1复印4
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 1复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 1复印0
[回删锁滤] &空& 亮 1复印0
[回删锁滤] &23字& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &24字& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 1复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印1
[回删锁滤] &5字& 亮 0复印0
[回删锁滤] &11字& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 1复印0
[回删锁滤] &83字& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &13字& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &28字& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印1
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0
[回删锁滤] &空& 亮 0复印0汽车科技扫盲贴之自动启停篇:随心而动
为什么车子等红绿灯时会熄火？为什么高速上跑着跑着方向盘会震？ACC自动巡航设定很麻烦？自动泊车到底该怎么用？电子手刹用不惯？无匙启动多远距离会自动开门锁？
金羊网-羊城晚报11月2日报道 为什么等红绿灯时会熄火？为什么高速上跑着跑着方向盘会震？ACC自动巡航设定很麻烦？自动泊车到底该怎么用？电子手刹用不惯？无匙启动多远距离会自动开门锁？随着配置越来越高，很多原先所谓高大上的科技配备，现在也慢慢落入寻常百姓车了，这是好事。但即便是老司机，遇到这些新技术时也难免不明觉厉，新手就更别说了。为此立下各种新潮技术的扫盲贴，比说明书上的要实用哦。文/ 许方华 图/ 郭尧据博世公司数据显示，2013年欧洲轻型车中40%采用了启停系统，预计到2019年该比例将提升至90%；中国市场在该领域将跟随欧洲的步伐，2019年中国年销量规模将达到3000万辆，其中30%将配备启停系统。届时每三辆车中就有一辆配有启停系统。目前在国内，从十万元以内的到几十万元的豪华品牌的，都有配备这项先进技术的车型。将来很多车型都有可能使用这项新技术，但是很多消费者并不了解这项功能，不知道怎么使用，有的人更是觉得发动机频繁的启动不仅烦人还可能影响车辆的使用寿命，于是上车后还特意先把它关闭避免自己充当“小白鼠”。其实自动启停功能远没有大家想象的那样不称职，但同时该项技术目前也确实有自己的短板。疑问一：自动启停何时激活？自动启停功能怎么用？这个问题可以回答得非常简单，也可以回答得相当复杂。简单的答案是：全自动。复杂的答案是：行车电脑会通过监控全车的数据，来搜集有用的信息作出尽量正确的判断，比如，发动机未达到正常工作温度、自动空调未达到预设温度、电瓶储电量不够、停车后转动方向、启停间隔太频繁、车辆紧急刹停、倒车时……这些情况下都不会启动该功能。以记者开过的宝马新3系为例，在广州比较热的天气下，又或者在北京比较冷的气温下，自动启停功能并不会按照我的意愿，在踩下刹车后2秒熄火，而发动机继续运转，这是因为在天气太冷或太热时，如果在熄火后仍旧开着音乐和空调，电瓶很有可能会没有足够的电量完成一次发动机启动，所以，不熄火是最稳定可靠的选择。因此聪明的自动启停功能会自动帮车主选择熄火时机。下面我们来模拟汽车在路过一个交通路口时启停系统的工作过程。前方路口的红灯亮起，车主踩下制动踏板，自动启停系统自动检测：发动机空转且没有挂挡；防锁定系统的车轮转速传感器显示为零；电子电池传感器显示有足够的能量进行下一次启动。满足这三个条件后，2秒后发动机自动停止转动。当信号灯变绿后，车主松开制动踏板，发动机随即启动。疑问二：自动启停能降低油耗？理论上来说，发动机热启动的瞬时燃油消耗量是正常怠速消耗量的1.5倍。而在宝马的官方解释当中，以宝马X3为例，在车辆原地怠速时，大约一小时耗油1升，一次启动大概消耗3-5秒怠速的汽油。也就是说，任何一次最多超过5秒的自动启停就是你赚到了。也有大众CC车主在论坛上公布了自己的实测结果，在中等拥堵下的红绿灯城市路段行驶，得到油耗分别为：10.7升/百公里(开启发动机节能自动启停功能)，12.3升/百公里(关闭发动机节能自动启停功能)。“对于启停系统，很多车主并不了解，也没有车主专门选购安装了这种系统的车型，”广物君奥的销售人员在接受采访时表示，“我们在销售时也不会对此做特别推荐，因为很多车主并不认可，所以目前还成为不了卖点。”统计数字显示，在城市中行驶的汽车有近30%的时间是处于停车怠速状态的，如果遇到比较严重的交通堵塞，这个比例还要更高。在这种情况下，绝大多数驾驶员都不会关闭发动机，而是保持怠速运转。如果安装了启停系统，节油效果可以达到10%，减排效果可以达到20%。疑问三：是否会加速发动机损耗？有人说，频繁的启动会加剧发动机的磨损，这的确没错，汽车发动机的磨损有70%以上来自冷启动时的瞬间磨损，正常运行磨损占30%左右。这也是为什么自动启停功能在冷车时会自动关闭。宝马的相关人士表示，采用此项功能的车辆，均是针对极端频繁的启停情况进行元件优化，因而在正常驾驶情况下，相当于变相地提高了整套动力系统的可靠性，寿命甚至更久。另外，自动启停技术主要的技术难点在于需要更耐用的启动机以及反复启动时如何减少冲击感。一般的启动机设计允许通过很大的工作电流，但使用时间很短。反复使用启动机容易造成启动机过热损坏，因此具备自动启停功能的启动机必须比普通启动机耐用很多。疑问四：是否会影响乘坐舒适性？虽然目前的自动启停技术已经发展得比较高端，有的品牌车型启动时间只需0.5秒，但在熄火和启动的瞬间，车身的震动仍然能够感受得到。以记者之前试驾的奥迪和宝马几款车型来看，虽然它们配备的自动启停功能已经很先进，启动时间也相当快，踩油门的瞬间车子马上走起，几乎没有延迟，但在自动熄火和启动时，那种车辆“死火”的错觉还是会轻微的出现。大众在这方面似乎更明显(指的是车辆熄火和启动时的车身震动)，更不用说一些自主品牌车型了。有的品牌车型在这方面的技术不够完善，还可能导致踩油门不启动，或者要多踩几下才启动的情况。还有一点，在国内许多车主都喜欢绿灯“抢步”，自动启停或许会让他们感到不爽或不适应。名词解释：自动启停(STT)STT是STOP&START的简称，即自动启停系统。这项技术早在上世纪70年代中就已经出现。当时丰田在皇冠轿车上对这一技术进行过实用性测试，只要车辆停稳后1.5秒，发动机就会自动断油熄火，而这也成为日后自动启停发展的理论及设计雏形。这辆皇冠车在东京的城市交通中进行了长时间的测试，证明这一技术能带来10%左右的节油效果。在此之后，大众、菲亚特、雪铁龙等众多品牌都开始涉足这一技术，但直到2006年自动启停功能才开始了普及之路，究其原因是欧盟日益严苛的法规限制，让众多汽车企业不得不想办法节能减排。运用启停装置对于减少排放的效果更甚于减少燃油消耗的效果。据实际测试结果估计，汽车装备启停装置的节油效果可达5%-15%，而减排效果可达10%-20%。这是对整个运行循环来说的，而对于交通堵塞发生的路段周围的局部地区空气质量的作用就远远不是这个数值了。堵车现象越严重，启停系统的节能减排效果越显著。使用TIPS1、对于自动挡车型，如果符合自动启停的条件，踩下制动踏板停车约2秒，车辆会自动熄火，挡位保持在D挡即可。如果需要重新启动，只需松开刹车踩下油门，或者转动方向盘。如果车辆配备了电子手刹，可以把AUTO HOLD开启，这样右脚就不需要一直踩住刹车了。2、现在有很多低端车型也配备了自动启停系统，而且有一些是手挡车型，它是这样工作的：怠速时，挂空挡，松离合踏板，发动机自动停止；启动时踩下离合器踏板，发动机自动启动。3、以下这些情况，发动机自动启停系统不会介入：1、在低于9km/h的拥堵路面；2、运动或者手动换挡模式；3、倒车；4、等待转弯方向盘转角超过90°时；5、停在坡度较大的坡路上或车辆下坡滑行时；6、水温没达到工作状态；7、室内外在极端温度下。有些品牌车型的自动启停功能在一定程度上还能规范驾驶，不系好安全带自动启停不能启动，相反停车后解开安全带，即便松开刹车或是踩到油门发动机也不会重新启动。4、启停装置是一项便于实现的技术，它不需要对发动机做大的改变，因此一些品牌把这项配置作为选装件，其价格按其复杂程度大约为500元-3500元。启停装置按其功能与复杂程度大致有两种类型：普通的启停技术，当汽车遇到红灯或堵车时自动关闭发动机，当驾驶员松开制动踏板或脚踩离合器(或油门踏板)时，发动机及时自行启动。复杂的启停系统，还具备制动能量回收功能，可以将制动过程的部分能量回收转换为电能为蓄电池充电。后者价格要贵一些。在混合动力汽车中启停装置是其动力系统的重要组成部分。
本文来源：金羊网-羊城晚报
关键词阅读：
不做嘴炮 只管约到
全新凯美瑞
全新凯美瑞
雷克萨斯ES
请选择品牌
请选择车系
热门产品:　　　
:　　　　　　　　
:　　　　　　　　　
热门影院：
用微信扫描二维码分享至好友和朋友圈